1507

SA1). Установить номинальный ток возбуждения (переключатель SA2 в положение «0);

–включить автоматический выключатель QF1 модуля питания стенда «Трансформаторы»;

–включить контактор КМ1 модуля питания стенда «Трансформаторы»;

–включить контактор КМ2 модуля автотрансформатора;

–включить модуль измерителя мощности, нажав кнопку «Сеть»;

–плавно изменяя положение ручки автотрансформатора, установить номинальное напряжение, равное 380 В, и поддерживать его постоянным в процессе испытания;

–после разгона ротора асинхронного двигателя отключить пусковую обмотку (разомкнуть ключ К);

–при разомкнутой цепи якоря генератора (SA1 в ∞) записать показания измеряемых величин для первой точки в табл. 7.2;

–далее, уменьшая сопротивлений в якорной цепи генератора, переключателем SA1 в положениях 1–5 записывать замеры показаний активной мощности, тока и напряжения статора, тока

инапряжения якоря генератора и скорости вращения ротора в табл. 7.2, при этом потребляемый асинхронным двигателем из сети ток достигает величины I1 = (1,1÷1,2)I1н.

Таблица 7 . 2 Данные опыта работы в однофазном режиме

Обработка результатов испытания

1. По данным табл. 7.1, 7.2 рассчитать и занести в табл. 7.4: а) мощность генератора P2г = UгIг;

б) мощность на валу генератора Р2 в однофазном и трехфазном режимах:

82

Р2 Uг Jг ,

г

где г – КПД генератора, определить из кривой для тарированного генератора (по табл. 7.3);

в) момент на валу двигателя: М 9,565 Рn2 ,H м;

г) коэффициент полезного действия: Р2 , где Р1 = Р∑ –

Р1

для трехфазного режима; Р1 – для однофазного режима; д) коэффициент мощности для трехфазного и однофазного

режимов:

е) скольжение определить по данным табл. 7.1, 7.2:

S n1 n , n1

где n1 – синхронная скорость (n1 = 1500 об/мин).

Данные расчета для однофазного и трехфазного режимов свести в табл. 7.4.

83

табл. 7.4) построить в разных координатных осях рабочие характеристики Р1, I1, S, n, , cos , M f P2 для трехфазного и однофазного режимов. В общих осях построить характеристики , cos f P2 для трехфазного и однофазного режимов.

3. Пояснить и сравнить полученные кривые для обоих режимов.

При сравнении пусковых токов и моментов однофазного асинхронного двигателя с различными пусковыми элементами следует иметь в виду, что большему пусковому моменту соответствует вращающееся магнитное поле, более близкое к круговому.

В этом случае токи обратной последовательности будут меньше и угол между токами в рабочей и пусковой обмотках будут ближе к 90 электрическим градусам.

Сравнение величин полезной мощности на валу, а также КПД и cos трехфазного и однофазного двигателей производится при токе статора, равном номинальному для данного двигателя. Сравниваемые величины трехфазного и однофазного двигателя берутся из построенных рабочих характеристик. Коэффициент мощности однофазного двигателя меньше, чем трехфазного, главным образом, из-за большего значения намагничивающего тока. КПД однофазного двигателя меньше, чем трехфазного, вследствие повышения потерь в роторе от тока обратной последовательности, изменяющегося с частотой f2ОБР = = f1(2 – S). В связи с этим использование однофазного двигателя по мощности на валу составляет примерно 50 % от мощности двигателя в трехфазном режиме.

84

Контрольные вопросы

1.Устройство и принцип действия однофазного двигателя.

2.Условия получения кругового вращающего поля.

3.Почему у однофазного двигателя пусковой момент равен

нулю?

4.Поясните с помощью механических характеристик, почему при скольжении S < 1 момент от прямого поля растет, а от обратного падает?

5.Почему у однофазного двигателя КПД при той же нагрузке на валу ниже, чем у трехфазного двигателя?

6.Схема замещения однофазной асинхронной машины.

7.Зависит ли характер магнитного поля однофазного асинхронного двигателя от скорости вращения ротора?

8.Схема пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети.

9.Частота токов, индуктируемых в обмотке ротора однофазного асинхронного двигателя прямым и обратным полем.

10.Будет ли продолжать работать трехфазный двигатель, если произойдет обрыв одной фазы цепи статора? Опасен ли этот режим?

11.Как изменить направление вращения однофазного асинхронного двигателя?

12.Область применения однофазных асинхронных двига-

телей.

13.Чем отличается конденсаторный двигатель от однофазного?

14.Какое фазосдвигающее устройство (R, L, C) может обеспечить круговое поле?

15.Почему cos двигателя, работающего в однофазном режиме, при малых нагрузках выше, а при больших ниже, чем

втрехфазном режиме?

85

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 Исследование генератора постоянного тока при независимом и параллельном возбуждении

Цель работы. Изучение устройства генератора постоянного тока и исследование его свойств при независимом и параллельном возбуждении путем определения основных характеристик.

План работы

1.Ознакомиться с установкой, выбрать приборы и записать паспортные данные электрических машин и приборов.

2.Определить характеристики генератора при независимом возбуждении:

– характеристику холостого хода: E0 = f(iв), Ja = 0, n1 = nн =

=const;

–нагрузочную характеристику: U = f(iв), Ja = Jн = const, n1 = nн = const;

–внешнюю характеристику: U = f(Ja), при iв = const, n1 =

=nн = const;

–регулировочную характеристику: iв = f(Ja), при U = Uн =

=const, n1 = nн = const.

3. Определить внешнюю характеристику генератора при параллельном возбуждении и зависимость его тока возбуждения от нагрузки.

Порядок выполнения работы

А. Генератор при независимом возбуждении

Схема для исследования генератора при независимом возбуждении представлена на рис. 8.1. Исследуемый генератор приводится во вращение синхронным двигателем.

86

Обмотка возбуждения LM генератора постоянного тока с последовательно включенными активными добавочными сопротивления RP2 запитывается от модуля питания/возбуждения ДПТ.

В якорную цепь генератора постоянного тока последовательно включены регулируемые активные добавочные сопротивления RP1 силового модуля; для контроля тока якоря последовательно в цепь якоря включен амперметр; для контроля напряжения якоря параллельно с выходом якорной цепи включен вольтметр. Клеммы А1 и А2 якорной цепи закорачиваются.

Перед проведением лабораторной работы требуется при выключенном автоматическом выключателе QF1 модуля питания стенда перевести все необходимые переключатели модулей

висходное положение:

–на модуле силовом выключить верхнюю и нижнюю кнопки «Сеть», разомкнуть якорную цепь генератора, выведя переключатель SA1 в положение «∞», установить максимальный ток возбуждения (переключатель SA2 в положение «0»);

–на модуле преобразователя частоты вывести потенциометр RP1 в крайнее положение против часовой стрелки. Установить переключатели SA1 в нижнее положение.

Затем необходимо запустить приводной синхронный двигатель:

–включением автоматического выключателя QF1 модуля питания стенда и нажатием кнопки «SB3» модуля питания подать напряжение на необходимые элементы стенда;

–включить кнопки «Сеть» силового модуля;

–плавно вращая потенциометр RP1 модуля силового, установить ток возбуждения синхронного двигателя 5А;

–переключателем SA1 дать «Разрешение» на работу преобразователя частоты ПЧ, выбрать направление вращения синхронного электродвигателя (переключатель SA2 ПЧ) и, плавно вращая потенциометр RP1 ПЧ, разогнать электродвигатель до скорости холостого хода, соответствующей 1500 об/мин.

88

1. Определение характеристики холостого хода

Согласно ГОСТ 10159–79 характеристика холостого хода генератора постоянного тока представляет собой ЭДС якоря от тока возбуждения при номинальной скорости вращения и разомкнутой цепи нагрузки: E0 = f(iв), Ja = 0, n1 = nн = const;

Характеристику холостого хода машин постоянного тока снимают, начиная с наибольшего значения тока возбуждения. Ток возбуждения постепенно уменьшают до нуля, записывая показания приборов для 6–7 точек (табл. 8.1). Остаточную ЭДС определяют при отключении модуля питания/возбуждения ДПТ.

Таблица 8 . 1 Характеристика холостого хода генератора

Опыт проводится в следующей последовательности:

–зафиксировать вольтметром остаточную ЭДС на выходе генератора постоянного тока при нулевом токе возбуждения (контактор «КМ1» модуля питания/возбуждения ДПТ отключен);

–подать напряжение возбуждения на генератор нажатием кнопки «SB1» модуля питания/возбуждения ДПТ и установить наибольший ток возбуждения ГПТ (переключатель SA2 силового модуля в положение «0»). Затем, плавно уменьшая ток возбуждения, зафиксировать 6–7 точек тока возбуждения и ЭДС.

2. Определение нагрузочной характеристики

Нагрузочная характеристика показывает зависимость напряжения генератора в функции тока возбуждения U = f(iв) при

Ja = Jн = const, n1 = nн = const.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– подать напряжение возбуждения на генератор нажатием кнопки SB1 модуля питания/возбуждения ДПТ и установить

89

наибольший ток возбуждения ГПТ (переключатель SA2 силового модуля в положение «0».

– затем плавно снижая ток возбуждения и поддерживая нагрузочным реостатом постоянство тока якорной цепи генератора, замеряют напряжение для 5–6 точек и заносят показания в табл. 8.2.

Таблица 8 . 2 Нагрузочная характеристика генератора

3. Определение внешней характеристики

Внешняя характеристика является очень важной с точки зрения изучения рабочих свойств генератора. ГОСТ 183–74 предписывают ее обязательное получение при типовых испытаниях на заводе-изготовителе. Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения представляет собой зависимость напряжения на его зажимах от тока нагрузки генератора при постоянной скорости вращения и неизменном токе возбуж-

дения: т.е. U = f(Ja), при iв = const, n1 = nн = const.

Опыт проводится в следующей последовательности:

–установить переключатель SA1 добавочного сопротивления RP1 силового модуля в положение «∞». В этом случае цепь якоря генератора будет разомкнута;

–установить максимальный ток возбуждения (переключатель SA2 в положение «0») и подать напряжение на обмотку возбуждения LM нажатием кнопки «SB1» модуля питания/возбуждения ДПТ;

–реостатом RP2 установить номинальное напряжение Uн (получим первую точку характеристики при токе якоря, равном нулю), полученный ток возбуждения поддерживать постоянным. Результаты первой точки занести в табл. 8.3;

–переключателем SA1 резисторов RP1 изменять добавочное сопротивление в цепи якоря (положение переключателя от

90